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背景:热性惊厥(Febrile seizures,FS)是一种常见的中枢神经系统异常综合症,多发生在婴幼儿和儿童时期(5月-6岁),热性惊厥的患儿后期继发癫痫的概率明显高于普通人群。迄今为止,尚未完全阐明热性惊厥的发病机制。在热性惊厥动物模型上研究发现,二肽基肽酶Ⅳ(Dipeptidylpeptidase-Ⅳ,DPP4)可能作为惊厥易感基因参与热性惊厥发病过程,其作用及分子机制尚未清楚。DPP4是DPP家族的重要成员,在体内各组织和器官内广泛表达,如脑、肝脏等。DPP4具有酶的活性,可以水解氨基末端第二个氨基酸是脯氨酸或丙氨酸二肽,如胰高血糖素样肽1(Glucagon-like peptide-1,GLP-1)发挥作用。前期研究发现,DPP4在大鼠海马和皮层中广泛表达,提示其在神经系统疾病中发挥重要作用。本研究旨在探讨DPP4在热性惊厥发病中的作用及其分子机制,进一步阐释热性惊厥发病机制,为热性惊厥和继发癫痫的防治提供新靶标。目的:探讨热性惊厥发病过程中DPP4的表达改变及DPP4参与热性惊厥发病的分子机制。方法:(1)通过热水浴方法构建热性惊厥大鼠模型,Racine行为学评分观察惊厥发作情况;qRT-PCR和western blot检测大鼠海马DPP4表达水平和给予DPP4抑制剂sitagliptin后GLP-1R表达水平;ELISA检测给予sitagliptin后海马中GLP-1和GABA含量;免疫组化检测DPP4在大鼠脑内神经元上的表达情况。(2)原代海马神经元培养成熟后通过热诱导方法构建热性惊厥细胞模型,检测热诱导后DPP4表达水平以及敲低DPP4或给予sitagliptin后参与的信号传导通路。Western blot检测神经元热诱导后DPP4蛋白表达水平和给予sitagliptin后GLP-1R蛋白表达水平;神经元转染siRNA-DPP4质粒后,western blot检测DPP4的敲低效率和GLP-1R蛋白表达水平;膜片钳技术检测给予sitagliptin后神经元兴奋性的变化。(3)膜片钳技术检测神经元上给予sitagliptin或敲低DPP4对sIPSC和mIPSC的影响;脑电图和膜片钳技术检测在exendin9-39阻断GLP-1R通路下给予sitagliptin对神经元异常放电的影响;膜片钳技术检测给予exendin9-39或转染siRNA-GLP-1R质粒对神经元上sIPSC的影响。(4)神经元转染siRNA-GLP-lR质粒,western blot检测GLP-1R的敲低效率以及敲低GLP-1R后TRPV1蛋白表达水平;膜片钳技术检测敲低GLP-1R对辣椒素(1μM)诱导的TRPV1电流的影响。结果:(1)在热性惊厥大鼠模型的海马中DPP4的mRNA和蛋白水平显著增加,给予DPP4抑制剂sitagliptin可显著降低惊厥严重性并增加海马中GLP-1、GLP-1R和GABA的水平。免疫组化显示DPP4在海马神经元细胞膜上表达。结果表明,DPP4参与热性惊厥发病过程,DPP4下游的GLP-1R通路和GABA能抑制性神经传递与热性惊厥发病相关。(2)在热性惊厥细胞模型中DPP4蛋白水平显著增加,给予sitagliptin或敲低DPP4显著增加神经元上GLP-1R蛋白水平。而且,sitagliptin可显著降低神经元兴奋性。结果表明,DPP4抑制剂可发挥惊厥抑制效应,GLP-1R通路参与DPP4对热性惊厥的调控。(3)给予sitagliptin或敲低DPP4可显著增加原代培养海马神经元上sIPSC发放的幅度和频率,同时伴随mIPSC发放频率的显著增加但不影响发放幅度。Sitagliptin抑制神经元异常放电依赖于GLP-1R通路。此外,给予exendin9-39或敲低GLP-1R可显著降低sIPSC的发放幅度和频率。结果表明,DPP4可通过突触前末端GABA释放机制对热性惊厥进行调控,且GLP-1/GLP-1R通路参与DPP4调控突触前末端GABA的释放。(4)敲低GLP-1R可显著增加原代培养海马神经元上TRPV1蛋白水平。电生理记录结果显示,敲低GLP-1R可显著增加辣椒素诱导的TRPV1电流幅度,从而调控突触前末端GABA的释放。结果表明,GLP-1R通路调节GABA能神经传递需要下游TRPV1通道的介导,DPP4可通过调节下游TRPV1通道的功能影响热性惊厥。结论:在热性惊厥发病中DPP4表达显著增加,抑制或敲低DPP4可激活GLP-1/GLP-1R信号传导通路,增强下游GABA能抑制性神经传递来改善热性惊厥。敲低GLP-1R导致的TRPV1通道激活可调控突触前末端GABA的释放,TRPV1参与DPP4调节GABA能抑制性神经传递,进一步影响热性惊厥发病。本研究首次探讨DPP4在热性惊厥发病中的作用及机制,DPP4可作为防治热性惊厥和继发癫痫的新靶标。